Смесовые барабаны. Барабанный смеситель
Перемешивание сухих сыпучих веществ также возможно с помощью смесовых барабанов.
Такой аппарат представляет собой горизонтальный барабан, вращающийся на опорных роликах, на который надеваются бандажи. Лопасти винтообразного типа крепятся на внутренних стенках барабана. Там же расположены тангенциальные перегородки, не касающиеся оси барабана. При вращении барабана такое расположение лопастей способствует интенсивному перемешиванию материалов.
Шнек предназначен для загрузки и выгрузки веществ. Загрузка аппарата осуществляется через верхний патрубок, а выгрузка – через нижний, для чего меняетстя направление вращения барабана.
Барабанные смесители, так называемые смесительные барабаны, представляют собой горизонтально расположенные резервуары в виде цилиндров с медленным вращением вокруг своей оси.
В результате вращательных движений смешиваемый продукт сначала поднимается вверх, а затем сваливается вниз. Происходит смешение материала, его перемещение из одной зоны в другую. Встроенные в барабанный смеситель элементы способствуют процессу смешения. Смесительные барабаны с горизонтальными прямыми подъёмными планками монтируются с легким наклоном с целью перевалки продукта из загрузочной зоны на сторону выгрузки.
У барабанных смесителей с винтообразными направляющими щитками продукт перемешивается с одновременным перемещением от места загрузки в сторону выгрузки. Такие смесители функционируют в непрерывном режиме работы.
|
|
|
Пневматические смесители
В пневматических смесителях вещества смешиваются протекающим воздушным потоком. Эти смесители имеют преимущественно форму вертикального цилиндра. В нижней части смесителя расположено или перфорированное днище, или сопло, через которое происходит вдувание воздуха в сыпучий материал. Тот, в свою очередь, переходит в разрыхленное, псевдоожиженное состояние.
Смесители, работающие по принципу псевдоожиженного слоя, оснащены перфорированным днищем. В материал через днище идет подача воздуха под избыточным давлением 1-2 бара. Создаётся засыпка, взрыхлённая потоком воздуха, имеющая текучесть, аналогичную жидкости. Воздушный поток создаёт на перфорированном днище в сыпучем материале сильную циркуляцию, которая напоминает кипящую жидкость.
У действующих по принципу пневматического удара смесителей сжатый воздух вдувается через сопло толчками под давлением 10-40 бар. При смешении сыпучего материала образуются пульсирующие движения, сопровождаемые завихрениями.
Барботажные смесители жидкостей и суспензий
Барботажный метод перемешивания жидкостей и суспензий заключается в пропускании через среду потока диспергированного газа.
|
|
|
Барботажное перемешивание применяется:
· если газ или отдельные его составляющие должны вступать в химическую реакцию с перемешиваемой жидкостью;
· в процессах массообмена между жидкостями и газами;
· в процессах массообмена между жидкостями и парами.
Схемы барботажных перемешивающих аппаратов:
Эффективность работы и преимущества барботажного устройства
Одним из ключевых условий эффективной работы барботажного перемешивающего устройства является равномерное распределение потока диспергированного газа по поперечному сечению аппарата. В устройствах с небольшим диаметром это условие обеспечивает пористая плита или перфорированная решетка с мелкими отверстиями. В аппаратах среднего размера применяется трубчатый барботер (труба с отверстиями, изогнутая в форме спирали). В больших устройствах, работающих с более вязкими веществами, барботер используется в сочетании с лопастной мешалкой. Помимо этого, аппараты больших и средних размеров могут оснащаться внешними и внутренними циркуляционными устройствами.
К достоинствам барботажного перемешивания принято относить:
|
|
|
· отсутствие движущихся частей;
· простота устройства;
· легкость поддержания твердой фазы суспензии во взвешенном состоянии.
Недостатком является высокий расход энергии на получение сжатого газа и его применимость только с жидкостями, характеризующимися невысоким уровнем вязкости.
Смешение потоков
При смешении потоков смешивание происходит на основе движущейся энергии протекающей жидкости в результате отклонения, разделения и турбулентного завихрения. Смешение происходит в трубе со встроенными неподвижными механизмами или с помощью другого смешивающего устройства. Такие аппараты получили название статичных смесителей. Самыми распространенными устройствами смешения потоков являются смесительные трубы (трубчатые смесители), струйные смесители, смесительные клапаны и центробежные насосы.
Смесительные трубы
Трубчатый смеситель это отрезок трубы. В него встроены различного рода неподвижные набивки: пластинчатые, гребенчатые.
Набивки размещаются в трубе с разными углами наклона и поворотами на 90º. Смешиваемые жидкости поступают на впускную сторону. В местах перехода секций пластин жидкости разделяются на отдельные потоки, поворачивают и подаются вновь уже при другом диаметре трубы.
|
|
|
Смешивание двух отдельных потоков жидкостей высокой вязкости (смолах) происходит посредством диффузии. Необходимая длина смесительной трубы при этом около 10 – 15 диаметров этой трубы.
При турбулентном течении газов или жидкостей со средней и низкой вязкостью преобладает турбулентное завихрение. Необходимая длина смесительной трубы при этом около 2 – 5 диаметров этой трубы.
Смесительные трубы служат не только для смешивания жидкостей и газов друг с другом, но и для эмульгирования нерастворимых жидкостей в других жидкостях.
Преимущества смесительной трубы в сравнении с механическими и пневматическими смешивающими устройствами заключается в том, что отсутствуют подвижные механизмы и отдельная смесительная ёмкость. Это исключает необходимость в техническом обслуживании.
Недостатками являются значительные потери давления в сравнении с пустотелой трубой. Также есть вероятность засорения при забивании проёмов между пластинами набивок.
Струйные смесители
В струйных смесителях (насосах) жидкость подаётся под давлением. Поперечное сечение сопла сужено, что ведёт к увеличению скорости подачи.
Статическое давление при этом резко падает и идёт подсос примешиваемой жидкости.
В смесительном диффузоре и трубопроводе создаётся высокая турбулентность, которая ведёт к интенсивному перемешиванию двух жидкостей.
Замешивание, втирание
Замешивание – это процесс приготовления смесей высокой вязкости, густотёртых смесей с консистенцией мази или пасты. Процесс представляет собой ряд повторяющихся операций. Это разминания, растягивания, сдвиги, разделения и перекладывания с места на место.
Втирание служит для получения из твёрдого вещества (порошка) при добавлении жидкости при постоянном помешивании массы в виде пасты или теста. Жидкость распределяется в порошке, смачивая частицы порошка. Влажная масса превращается в рыхлый комок. Органические вещества набухают и, растворяясь, превращаются в липкую жидкость, которая, в свою очередь, образует тестообразную массу.
В процессе замешивания и втирания в продукте происходит измельчение гранул и частиц порошка. Это обуславливается большими сдвигающими и срезающими нагрузками.
При реализации данных процессов находят применение планетарные смесители, гребковые месилки и червячные пластикаторы.
Планетарный промышленный смеситель
Планетарный смеситель применяется для получения лёгких пастообразных масс.
Он оснащён вальцами, которых может быть один, два или три. Вместе со смесительными органами они вращаются в передвижном баке планетарного смесителя. Вальцы вращаются вокруг своей оси и планетарно вокруг центральной оси смесительной ёмкости. При вращении они интенсивно перемешивают массу, соскребая прилипшие куски со стенок.
Ленточно-винтовые смесители
Ленточно-винтовые смесители состоят из неподвижного смесительного лотка, в котором вращается двухвинтовой ленточный шнек. Он разрыхляет смешиваемый зернистый продукт и поднимает его. Наружные дуги шнека перемещают продукт от места загрузки к стороне выгрузки. А внутренние дуги шнека способствуют движению материала в обратном направлении. Этим достигается интенсивный процесс перемешивания, при котором преобладает перемещение продукта к разгрузочной стороне, в связи с чем, смесительный лоток постоянно опорожняется.
У силосного шнекового смесителя смесительная камера имеет форму конуса, который стоит на своей вершине.
Вдоль стенки силоса медленно вращается шнек, установленный под наклоном. Крутит его поворотный рычаг на круговой оси по периметру конуса. Шнек при вращении поднимает смешиваемый продукт от стенок силоса и со дна вверх и распределяет его наверху по периметру конуса. По центру продукт соскальзывает вниз, и у дна вновь захватывается шнеком.
Таким образом, сыпучий материал непрерывно циркулирует и смешивается, что позволяет удерживать в сыпучем состоянии материалы, склонные к слеживанию. Готовый продукт выгружается через отверстие заслонки в днище силоса.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 871; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!